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車牌識別技術(shù)探討

來源:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時間:2010/02/26
 


    車牌照是全世界唯一對車輛身份識別的標記。盡管牌照的字符、顏色、格式內(nèi)容和制作材料會多種多樣,但車牌照仍是全球范圍內(nèi)最為精確和特定的識別標記。

    根據(jù)國際交通技術(shù)有關(guān)統(tǒng)計,全世界范圍內(nèi)除中國以外,已經(jīng)有78家公司在生產(chǎn)車牌識別產(chǎn)品。

    評價車牌識別系統(tǒng)的技術(shù)指標
    從技術(shù)上評價一個車牌識別系統(tǒng),有三個指標,即識別率、識別速度和后臺管理系統(tǒng)。當然,前提是系統(tǒng)要能夠穩(wěn)定可靠的運行。

    一、識別率
    一個車牌識別系統(tǒng)是否實用,最重要的指標是識別率。國際交通技術(shù)作過專門的識別率指標論述,要求是24小時全天候全牌正確識別率85%~95%。利普視覺的車牌識別系統(tǒng)在實際應(yīng)用中已經(jīng)達到了全牌正確識別率90%以上。

    為了測試一個車牌識別系統(tǒng)識別率,需要將該系統(tǒng)安裝在一個實際應(yīng)用環(huán)境中,全天候運行24小時以上,采集至少1000輛自然車流通行時的車牌照進行識別,并且需要將車輛牌照圖像和識別結(jié)果存儲下來,以便調(diào)取查看。然后,還需要得到實際通過的車輛圖像以及正確的人工識別結(jié)果。之后便可以統(tǒng)計出以下識別率:
    1、自然交通流量的識別率=全牌正確識別總數(shù)/實際通過的車輛總數(shù)
    2、可識別車牌照的百分率=人工正確讀取的車牌照總數(shù)/實際通過的車輛總數(shù)
    3、可識別全牌正確識別率=全牌正確識別的車牌照總數(shù)/人工讀取的車牌照總數(shù)這三個指標決定了車牌識別系統(tǒng)的識別率,諸如可信度、誤識率等都是車牌識別過程中的中間結(jié)果。

    二、識別速度
    識別速度決定了一個車牌識別系統(tǒng)是否能夠滿足實時實際應(yīng)用的要求。一個識別率很高的系統(tǒng),如果需要幾秒鐘,甚至幾分鐘才能識別出結(jié)果,那么這個系統(tǒng)就會因為滿足不了實際應(yīng)用中的實時要求而毫無實用意義。例如,在高速公路收費中車牌識別應(yīng)用的作用之一是減少通行時間,速度是這一類應(yīng)用里減少通行時間、避免車道堵車的有力保障。

    國際交通技術(shù)提出的識別速度是1秒以內(nèi),越快越好。利普視覺的車牌識別系統(tǒng)在實際應(yīng)用中識別速度達到平均200毫秒。

    三、后臺管理體系
    一個車牌識別系統(tǒng)的后臺管理體系,決定了這個車牌識別系統(tǒng)是否好用。必須清楚地認識到重要的一點是識別率達到100%是不可能的,因為車牌照污損、模糊、遮擋,或者天氣也許很糟(下雪﹑冰雹﹑大霧等等)。后臺管理體系的功能應(yīng)該包括:
    1、識別結(jié)果和車輛圖像數(shù)據(jù)的可靠存儲,當多功能的系統(tǒng)操作使得網(wǎng)絡(luò)出差錯時能保護圖像數(shù)據(jù)不會丟失,同時便于事后人工排查;
    2、有效的自動比對和查詢技術(shù),被識別的車牌照號碼要同數(shù)據(jù)庫中成千上萬的車牌號碼自動比對和提示報警,如果車牌照號碼沒有被正確讀取時就要采用模糊查詢技術(shù)才能得出相對“最佳”的比對結(jié)果;

    3、一個好的車牌識別系統(tǒng)對于聯(lián)網(wǎng)運行,還需要提供實時通信、網(wǎng)絡(luò)安全、遠程維護、動態(tài)數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)庫自動更新、硬件參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)故障診斷;利普視覺的后臺管理體系,采用多任務(wù)并行處理機制將前端車牌自動識別與后端圖像數(shù)據(jù)庫管理溶為一個整體,可靠保障圖像數(shù)據(jù)和識別結(jié)果存儲管理。同時,前端在進行實時車輛抓拍和車牌識別時,可以并行操作后臺數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、打印、存儲與通信,互不影響。后臺操作數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、打印、存儲與通信,也不影響前端實時車輛抓拍和車牌識別。利普視覺網(wǎng)絡(luò)版的車牌識別系統(tǒng)軟件,安裝在系統(tǒng)客戶端和服務(wù)端工作站,即可建成一個功能完善的機動車布防網(wǎng)絡(luò)。操作人員在中心服務(wù)端工作站通過監(jiān)控管理程序遠程管理、維護各客戶端工作站的系統(tǒng),包括數(shù)據(jù)自動上傳和下發(fā)、設(shè)置運行參數(shù)、查看系統(tǒng)運行狀態(tài)和異常信息等。

    來自實際應(yīng)用的選擇
    即便是一個達到實用標準的車牌識別系統(tǒng),由于所選擇的技術(shù)路線、軟硬件體系結(jié)構(gòu)以及觸發(fā)方式不同,要發(fā)揮其有效的功能,還得取決于實際的應(yīng)用需求。

    一、車牌識別技術(shù)路線
    采用計算機視覺技術(shù)識別車牌的流程通常都包括車輛圖像采集,車牌定位,字符分割,光學字符識別,輸出識別結(jié)果5個步驟。車輛圖像的采集方式?jīng)Q定了車牌識別的技術(shù)路線。目前國際ITS通行的兩條主流技術(shù)路線是自然光和紅外光圖像采集識別。自然光和紅外光不會對人體產(chǎn)生不良的心理影響,也不會對環(huán)境產(chǎn)生新的電子污染,屬于綠色環(huán)保技術(shù)。

    自然光路線是指白天利用自然光線,夜間采用輔助照明光源,用彩色攝像機采集車輛真彩色圖像,用彩色圖像分析處理方法識別車牌。自然光真彩色識別技術(shù)路線,與人眼感光習慣一致,并且,真彩色圖像能夠反映車輛及其周圍環(huán)境真實的圖像信息,不僅可以用來識別車牌照,而且可以用來識別車牌照顏色、車流量、車型、車顏色等車輛特征。用一個攝像機采集的圖像,同時實現(xiàn)所有前端基本視頻信息采集、識別和人工輔助圖像取證判別,可以前瞻性的為未來的智能交通系統(tǒng)工程預(yù)留接口。利普視覺選擇自然光識別技術(shù)路線。

    紅外光路線是指利用車牌反光和紅外光的光學特性,用紅外攝像機采集車輛灰度圖像,由于紅外特性,車輛圖像上幾乎只能看見車牌,然后用黑白圖像處理方法識別車牌。950nm的紅外照明裝置可抓拍到很好的反光車牌照圖像。因紅外光是不可見光,它不會對駕駛員產(chǎn)生視覺影響。另外,紅外照明裝置提供的是不變的光,所抓拍的圖像都是一樣的,不論是在一天中最明亮的時候,還是在一天中最暗的時候。唯一的例外是在白天,有時會看到一些牌照周圍的細節(jié),這是因為晴朗天氣時太陽光的外光波的影響。采用紅外燈的缺點就是所捕獲的車牌照圖像不是彩色的,不能獲取整車圖像,并且嚴重依賴車牌反光材料。利普視覺同時提供紅外光路線識別技術(shù)。

    二、軟硬件體系結(jié)構(gòu)
    一個車牌識別系統(tǒng)的基本硬件配置是由攝像機、主控機、采集卡、照明裝置組成。而軟件是由一個具有車牌識別功能的圖像分析和處理軟件,以及一個滿足具體應(yīng)用需求的后臺管理軟件組成。

    車牌識別系統(tǒng)于是出現(xiàn)了兩種產(chǎn)品形式,一種是軟硬件一體,或者用硬件實現(xiàn)識別功能模塊,形成一個全硬件的車牌識別器,例如DSP。另外一種形式是開放式的軟、硬件體系,即硬件采用標準工業(yè)產(chǎn)品,軟件作為嵌入式軟件。兩種產(chǎn)品形式各有優(yōu)缺點。開放式體系的優(yōu)點是由于硬件采用標準工業(yè)產(chǎn)品,運行維護容易掌握,備品備件采購可以從任何一家產(chǎn)商獲得,不用擔心因為一家產(chǎn)商倒閉或供貨不足而出現(xiàn)產(chǎn)品永久失效或采購困難。

    三、觸發(fā)方式
    車牌識別系統(tǒng)有兩種觸發(fā)方式,一種是外設(shè)觸發(fā),另一種是視頻觸發(fā)。

    外設(shè)觸發(fā)工作方式是指采用線圈、紅外或其他檢測器檢測車輛通過信號,車牌識別系統(tǒng)接受到車輛觸發(fā)信號后,采集車輛圖像,自動識別車牌,以及進行后續(xù)處理。

    視頻觸發(fā)方式是指車牌識別系統(tǒng)采用動態(tài)運動目標序列圖像分析處理技術(shù),實時檢測車道上車輛移動狀況,發(fā)現(xiàn)車輛通過時捕捉車輛圖像,識別車牌照,并進行后續(xù)處理。視頻觸發(fā)方式不需借助線圈、紅外或其他硬件車輛檢測器。
   
    利用視覺同時提供外設(shè)觸發(fā)和視頻觸發(fā)兩種方式,其中視頻捕捉率達到98%。

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